长沙物联网水质检测系统解决方案与功能计划书

一、项目概述：

本方案旨在为长沙市提供一套完整的物联网水质监测及分析系统。该系统利用先进的单片机开发技术，结合多种传感器和无线通信模块，能够实时监控水体的多项指标，并通过云端平台进行数据分析与展示。

二、功能需求：

• 数据采集：包括温度、PH值、溶解氧浓度等参数
• 远程传输：将监测到的数据上传至服务器，支持2G/4G/CAT1等多种通信方式选择
• 数据分析与展示：通过云端平台对收集来的信息进行处理和可视化呈现

三、系统架构：

• 前端设备层（数据采集）：
  使用STM32单片机作为核心控制器，配合温湿度传感器DS18B20, PH值检测仪HI9741等专用模块完成水质参数的实时监测。
• 通信层（数据传输）：
  采用ESP32单片机搭配Cat.1无线通讯模组，实现高效稳定的数据上传功能。同时支持以太网接口供用户灵活选择接入方式
  • 云端服务层：利用阿里云等平台提供的大数据处理能力与云计算资源进行数据的存储、分析和展示工作。
  四、技术选型：

  在本项目中，我们选择了STM32系列单片机作为硬件基础，主要考虑到其强大的计算能力和丰富的外设支持。同时选用ESP8266或ESP32模块来满足无线通信的需求。

  • CAT1模组：基于中国联通的物联网网络服务

  此外，在软件层面则采用LuatOS操作系统进行开发，能够更好地实现跨平台兼容性与代码复用率。通过结合使用Lua语言编写应用程序逻辑和C/C++来驱动硬件设备。

  五、预期效果：
  • 提高水质监测效率
  • 降低维护成本，减少人工干预需求；
    通过建立完善的数据采集与分析体系帮助用户及时发现并解决问题。
    六、开发计划及周期：
    • 项目启动阶段：1周
    • 硬件设计制造期：2个月
      包括传感器选型，电路板制作与调试等工作；
      

    • 软件研发测试时间表（含二次开发）：长沙单片机开发
    • Sprint1：需求分析+原型设计
      用时2周左右。
    • Sprint2-5: 系统功能实现与单元测试（各历时两周）
      

    • 系统集成联调阶段：
      确保所有模块正常工作并进行最后的优化调整，预计耗时1个月
    七、人员配置建议：

    本项目需要一支由产品经理, 硬件工程师(2名), 软件开发员（4人）组成的团队共同协作完成。

    八、技术难点分析及应对策略:
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      多传感器协同工作时可能出现的数据冲突问题，需通过合理设计电路布局和编写控制算法来解决；
      
    • 无线通信稳定性考验：在实际部署过程中可能会遇到信号干扰或覆盖范围限制等挑战。对此我们准备了备用方案以应对突发状况。